氧化石墨烯的导电性及碳氧比

2024-10-10 10:22:08

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氧化石墨烯的导电性及碳氧比

导电性：

由于还原作用可以部分恢复石墨烯的高导电性，因此RGO的电导率可作为判断不同还原方法效果的一个直接标准。

RGO的电导率可以用多种方式描述：RGO微片的电阻(Rs-is)，RGO片组装的薄膜电阻(Rs-f)，粉末电导(σp)和体电导 (σ)。

(1)RGO微片的电阻(Rs-is)：测量可以利用光学光刻或者电子光刻技术在RGO微片上组装微电极对，然后通过两探针或者四探针测试得到。

(2)RGO片组装的薄膜电阻(Rs-f)：用四探针方法测量膜表面的电阻(Rs-f)来描述其导电性。

(3)粉末电导 (σp)：先将RGO粉末压实成具有不同表观密度的薄片或者块体后用两探针或者四探针方法测试其体电阻，通过改变压力得到多个在不同压实密度下的电阻值，可进一步外推得到在石墨密度 (约2.2g/cm3)下的理想粉末电导数值。

碳氧比：

GO据氧化程度不同，相应的碳氧原子比可在4∶1~2∶1之间变化或者超出这个范围。还原之后，RGO的碳氧比可提高至12∶1甚至更高。测试碳氧比例可以直接判断还原过程中氧原子去除程度。

元素分析 (燃烧法)测量：可以得到样品总成分的信息。

XPS元素谱学分析：是一种表面分析技术，可以提供更多关于还原过程中的化学结构变化信息，尤其是碳原子杂化形式及官能团形式与含量的一些信息。由于sp2碳的π电子在很大程度上决定了石墨烯材料的光学和电学性质sp2碳的含量对于研究结构与性能之间的关系具有重要参考意义。

非氧化的碳环中的C(约284.6eV)，C—O键中的C(约286.0eV)，羰基中的C(约 287.8eV)以及羧基中的C(O—C=O,约289.0eV)。还原后，RGO中这些含氧官能团对应的峰强大幅度降低，碳碳键对应的半峰宽也由于sp2 碳含量的提升而变得更窄。

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